EP1862267A1 - Elektrohandwerkzeuggerät - Google Patents
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- F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
Definitions
- the invention relates to an electric hand tool device with a drive motor and an output shaft for driving a power tool, wherein between the drive motor and output shaft a reversible planetary gear is provided with two gear stages and wherein each gear stage comprises a ring gear having an internal toothing and a sun gear with an external toothing for driving the Gear with which the planet gears of the respective gear stage mesh and wherein the outer diameter of the sun gears and the inner diameter of the ring gears of the two gear stages are different.
- planetary gear in electric hand tool machines is basically known. For example, shows the DE 199 02 187 A1 a gangumschaltbares planetary gear for electric hand tool machines, such as
- Screwdriver in which an axially displaceable ring gear is provided for gearshift that belongs to the second planetary stage, in particular, three planetary stages are provided.
- an electric hand tool device namely an electric turning tool, in particular a cordless screwdriver, known, in which a torque-dependent switching planetary gear is provided with two switching stages, each of the switching stages has its own outer rotatable ring gear. For switching from one switching stage to the other switching stage, a locking engagement takes place, each with a ring gear of one of the two switching stages.
- a disadvantage of the aforementioned designs are the complex mechanisms for changing the switching stages and the associated higher wear.
- the invention solves this problem by an electric hand tool device of the generic type, in which the planetary gears of a gear stage are held on a respective planet carrier and the output via the planet carrier of a gear stage and the ring gears of the gear stages are rotatably connected to each other, wherein in a first switching stage, a switching means is in locking engagement with the ring gears and this blocked and in a second stage of not the Output serving planet carrier is blocked by a locking engagement of a switching means.
- the ring gears of the two gear stages are rotatably connected to each other.
- this may be a one-piece double hollow wheel, wherein the ring gear of the output stage serving gear stage may have a smaller diameter than the ring gear of the other gear stage.
- the sun gear in the region of the output stage serving gear stage can be equipped with a smaller outer diameter than the sun gear in the other gear stage.
- the size ratios are dependent on the desired gear ratio.
- the planet carrier of not serving the output planetary stage is blocked and the ring gears of the two gear stages, the rotationally fixed connected to each other can turn.
- the ring gear is driven by a sun gear opposite direction of rotation.
- the sun gears are coupled to one another in a rotationally fixed manner.
- the sun gears may also be preferably integrally connected to each other here.
- the switching means for switching the gear stages from one switching stage to the next is axially displaceable or axially displaceable to bring in and disengage.
- one or more switching rings are provided as switching means, wherein in particular the switching means which block the planet carrier, and the switching means which block the ring gear, are integrally coupled together and in particular are combined in a single switching ring. This switching ring can then be provided between the transmission and a transmission housing, in which the transmission is received.
- a screwdriver in which a corresponding transmission is installed, is provided as the electric hand tool device.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a transmission, as it can be used in an electric hand tool device according to the invention.
- the transmission here has two gear stages, which are provided with the reference numerals 12 and 14, on.
- Each of the gear stages comprises a sun gear 16, 18 and a ring gear 20, 22.
- the sun gears 16 and 18 are in this case integrally connected to each other.
- the sun gear 18 in the region of the gear stage 14 has a larger outer diameter than the sun gear 16 in the range of the other gear stage 12.
- the sun gear on a third diameter 24, in the region of a planet carrier 26 of the gear stage 14 rotates on the sun gear.
- the output, ie the drive of an output shaft, in this case takes place via a planet carrier 28 of the gear stage 12.
- Each planet carrier 26 and 28 are planetary 30, 32 associated with an external toothing and in constant engagement with the external teeth of the sun gears 18 and 16 and the Internal teeth of the ring gears 20 and 22 are located.
- the ring gears 20 and 22 are rotatably connected to each other and made in one piece. This is a Doppelhohlrad 34. If now a drive via a drive shaft 36 which is connected to a drive motor (not shown), so this is the Planets 30 and 32 of the gear stages set in rotation, the planets in the reverse direction to the sun gears 16 and 18 rotate.
- the drive shaft 36 acts on a third gear stage 37, which includes a torque clutch 39.
- a first slow switching stage now takes place blocking of the planet carrier 26 of the gear stage 14, wherein the Doppelhohlrad 34 rotates freely.
- the Doppelhohlrad 34 thereby rotates in the opposite direction to the sun gears 16 and 18.
- About the resultant gear ratio now takes place a slower rotation of the planet 30 in Doppelhohlrad 34 - and thus a slower rotation of the planet carrier 28th
- the Doppelhohlrad 34 is now blocked by a designated switching ring, which is axially displaceable and is either in locking engagement with the planet carrier 26 or the Doppelhohlrad 34.
- the planet carrier 26 can now rotate freely in this fast switching stage. This results in addition to the planet carrier 28, a different gear ratio and thus a faster drive of an electric hand tool.
- FIG. 2 shows in the representations a) and b) the respective gear positions.
- a sun gear is driven, which is designated here by 16, 18.
- a planet carrier 26 of a gear 14 runs around.
- the planet carrier is blocked in the illustration a) by a switching means 38.
- the switching means 38, the on a switching ring 40 is fixed, is axially displaceable in the direction of arrow 42.
- To the planet carrier 26 first planetary gears 32 are coupled, which are in meshing engagement with a Doppelhohlrad 34.
- the planets 32 merely revolve around themselves, without, however, circulating in the ring gear. This is a drive of Doppelhohlrads 34, so that the second planetary stage 12 is influenced both by the rotation of the sun gear and by the rotation of the Doppelhohlrades 34 and from this the output speed at the output of the planet carrier 28 results.
- the second switching stage is now shown with blocked Doppelhohlrad 34, in which a switching means 38 'is in contact with the Doppelhohlrad 34.
- the planet carrier 26 can now freely rotate here.
- the planets of the gear stage 12 then run in the stationary ring gear at a different speed and thus provide a different output speed.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Antriebsmotor sowie einer Abtriebswelle zum Antrieb eines Elektrowerkzeugs, wobei zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle ein umschaltbares Planetengetriebe mit zwei Getriebestufen vorgesehen ist und wobei jede Getriebestufe ein Hohlrad umfasst, das eine Innenverzahnung aufweist sowie ein Sonnenrad mit einer Außenverzahnung zum Antrieb des Getriebes mit denen die Planetenräder der jeweiligen Getriebestufe kämmen und wobei die Außendurchmesser der Sonnenräder und die Innendurchmesser der Hohlräder der beiden Getriebestufen verschieden sind.
Planetengetriebe in Elektrohandwerkzeugmaschinen einzusetzen ist grundsätzlich bekannt. So zeigt beispielsweise dieDE 199 02 187 A1 ein gangumschaltbares Planetengetriebe für Elektrohandwerkzeugmaschinen, wie z.B. - Schrauber, bei dem zur Gangschaltung ein axial verschiebliches Hohlrad vorgesehen ist, dass zur zweiten Planetenstufe gehört, wobei insbesondere drei Planetenstufen vorgesehen sind.
- Des Weiteren ist aus der
DE 197 54 165 A1 ein Elektrohandwerkzeuggerät, nämlich ein elektrisches Drehwerkzeug, insbesondere ein Akkuschrauber, bekannt, bei dem ein drehmomentabhängig schaltendes Planetengetriebe mit zwei Schaltstufen vorgesehen ist, wobei jede der Schaltstufen ein eigenes äußeres drehbares Hohlrad aufweist. Zum Schalten von der einen Schaltstufe in die andere Schaltstufe erfolgt ein Arretiereingriff mit jeweils einem Hohlrad einer der zwei Schaltstufen. - Nachteilig bei den vorgenannten Gestaltungen sind die aufwendigen Mechaniken zum Wechsel der Schaltstufen und der hiermit verbundene höhere Verschleiß.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Planetengetriebe bereitzustellen, das nur einen axial geringen Bauraum benötigt und eine einfache Wechselmechanik zwischen den Schaltstufen bereitstellt.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Elektrohandwerkzeuggerät der gattungsgemäßen Art, bei dem die Planetenräder einer Getriebestufe an jeweils einem Planetenträger gehalten sind und der Abtrieb über den Planetenträger einer Getriebestufe erfolgt und die Hohlräder der Getriebestufen drehfest miteinander verbunden sind, wobei in einer ersten Schaltstufe ein Schaltmittel in Arretiereingriff mit den Hohlrädern steht und diese blockiert und in einer zweiten Schaltstufe der nicht dem Abtrieb dienende Planetenträger durch einen Arretiereingriff eines Schaltmittels blockiert ist.
- Durch ein derartiges Getriebe ergibt sich eine verhältnismäßig einfache Abtriebs- und Schaltanordnung, die in einem höheren Schaltkomfort und einer längeren Lebensdauer resultiert. Alle Zahnräder befinden sich bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung ständig im Eingriff, wodurch ebenfalls ein geringer Verschleiß resultiert.
- Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Hohlräder der beiden Getriebestufen drehfest miteinander verbunden sind. Insbesondere kann es sich hierbei um ein einstückiges Doppelhohlrad handeln, wobei das Hohlrad der dem Abtrieb dienenden Getriebestufe einen geringeren Durchmesser aufweisen kann als das Hohlrad der anderen Getriebestufe. Entsprechend kann auch das Sonnenrad im Bereich der dem Abtrieb dienenden Getriebestufe mit einem geringeren Außendurchmesser ausgestattet sein als das Sonnenrad im Bereich der anderen Getriebestufe. Die Größenverhältnisse sind dabei abhängig vom gewünschten Übersetzungsverhältnis.
- Erfolgt nun in einem ersten Schaltvorgang eine Blockierung der miteinander verbundenen Hohlräder, so kann sich der Planetenträger der nicht dem Abtrieb dienenden Schaltstufe frei drehen. Wobei Ebensolches auch für die Planetenräder der dem Abtrieb dienenden Planetenstufe gilt, die wiederum den Planetenträger der entsprechenden Getriebestufe in eine Drehbewegung versetzt, so dass dieser die Abtriebswelle mit hoher Geschwindigkeit antreibt.
- Im langsamen Gang wird dagegen der Planetenträger der nicht dem Abtrieb dienenden Planetenstufe blockiert und die Hohlräder der beiden Getriebestufen, die drehfest miteinander verbunden sind, können sich drehen. Hierbei wird in dieser Getriebestufe das Hohlrad mit einem den Sonnenrädern entgegengesetzten Drehsinn angetrieben.
- Hieraus resultiert eine andere Dreh- bzw. Abrollgeschwindigkeit der Planeten der dem Abtrieb dienenden Planetenstufe und somit eine andere Drehgeschwindigkeit des Planetenträgers dieser Planetenstufe. Es erfolgt somit ein langsamerer Antrieb der Abtriebswelle und somit ein langsamerer Antrieb eines Elektrohandwerkzeuggeräts, das hiermit gekoppelt ist.
- Nach einer ersten Ausgestaltung kann hierbei vorgesehen sein, dass die Sonnenräder drehfest miteinander gekoppelt sind. Die Sonnenräder können hierbei ebenfalls vorzugsweise einstückig miteinander verbunden sein.
- Weiterhin ist vorgesehen, dass das Schaltmittel zum Schalten der Getriebestufen von einer Schaltstufe in die nächste axial verschieblich ist bzw. axial verschieblich sind zum in und außer Eingriff bringen. Dabei kann vorgesehen sein, dass als Schaltmittel ein oder mehrere Schaltringe vorgesehen sind, wobei insbesondere die Schaltmittel, die den Planetenträger blockieren, und die Schaltmittel, die das Hohlrad blockieren, einstückig miteinander gekoppelt sind und insbesondere in einem einzelnen Schaltring zusammengefasst sind. Dieser Schaltring kann dann zwischen dem Getriebe und einem Getriebegehäuse, in das das Getriebe aufgenommen ist, vorgesehen sein.
- Es ist hierbei besonders bevorzugt, wenn als Elektrohandwerkzeuggerät ein Schrauber vorgesehen ist, in den ein entsprechendes Getriebe eingebaut ist.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch das Getriebe und
- Figur 2
- in den Darstellungen a) und b) eine schematische Veranschaulichung der Getriebestellungen in der jeweiligen Schaltstufe.
- Figur 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Getriebes, wie es in einem erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeuggerät eingesetzt werden kann. Das Getriebe weist hierbei zwei Getriebestufen, die mit den Bezugszeichen 12 und 14 versehen sind, auf. Jede der Getriebestufen umfasst ein Sonnenrad 16, 18 sowie ein Hohlrad 20, 22. Die Sonnenräder 16 und 18 sind hierbei einstückig miteinander verbunden. Dabei weist das Sonnenrad 18 im Bereich der Getriebestufe 14 einen größeren Außendurchmesser auf als das Sonnenrad 16 im Bereich der anderen Getriebestufe 12. Des Weiteren weist das Sonnenrad einen dritten Durchmesser 24 auf, in dessen Bereich ein Planetenträger 26 der Getriebestufe 14 auf dem Sonnenrad umläuft. Der Abtrieb, d. h. der Antrieb einer Abtriebswelle, erfolgt hierbei über einen Planetenträger 28 der Getriebestufe 12. Jedem Planetenträger 26 und 28 sind Planeten 30, 32 zugeordnet, die eine Außenverzahnung aufweisen und sich in ständigem Eingriff mit der Außenverzahnung der Sonnenräder 18 und 16 sowie der Innenverzahnung der Hohlräder 20 und 22 befinden. Die Hohlräder 20 und 22 sind dabei drehfest miteinander verbunden und einstückig hergestellt. Es handelt sich hierbei um ein Doppelhohlrad 34. Erfolgt nun ein Antrieb über eine Antriebswelle 36, die mit einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) verbunden ist, so werden hierdurch die Planeten 30 und 32 der Getriebestufen in Rotation versetzt, wobei die Planeten in umgekehrter Richtung zu den Sonnenrädern 16 und 18 rotieren.
- Darüber hinaus wirkt die Antriebswelle 36 auf eine dritte Getriebestufe 37, die eine Drehmomentkupplung 39 beinhaltet.
- In einer ersten langsamen Schaltstufe erfolgt nun eine Blockierung des Planetenträgers 26 der Getriebestufe 14, wobei sich das Doppelhohlrad 34 frei dreht. Das Doppelhohlrad 34 dreht dabei in ebenfalls entgegengesetzter Richtung zu den Sonnenrädern 16 und 18. Über das sich hierdurch ergebende Übersetzungsverhältnis erfolgt nun ein langsameres Umlaufen der Planeten 30 im Doppelhohlrad 34 - und damit eine langsamere Drehung des Planetenträgers 28.
- In einer zweiten schnellen Schaltstufe wird nun das Doppelhohlrad 34 blockiert durch einen vorgesehenen Schaltring, der axial verschieblich ist und entweder im Arretiereingriff mit dem Planetenträger 26 oder dem Doppelhohlrad 34 steht. Der Planetenträger 26 kann in dieser schnellen Schaltstufe nun frei rotieren. Hieraus resultiert darüber hinaus am Planetenträger 28 ein anderes Übersetzungsverhältnis und somit ein schnellerer Antrieb eines Elektrohandwerkzeuggerätes.
- Figur 2 zeigt in den Darstellungen a) und b) die jeweiligen Getriebestellungen. Hierbei sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen. Mittels des Antriebs wird ein Sonnenrad angetrieben, das hier mit 16, 18 bezeichnet ist. Auf dem Sonnenrad läuft ein Planetenträger 26 einer Getriebestufe 14 um. Der Planetenträger ist in der Darstellung a) durch ein Schaltmittel 38 blockiert. Das Schaltmittel 38, das an einem Schaltring 40 festgelegt ist, ist dabei axial in Pfeilrichtung 42 verschieblich. Mit dem Planetenträger 26 sind erste Planetenräder 32 gekoppelt, die mit einem Doppelhohlrad 34 in kämmendem Eingriff stehen. Darüber hinaus steht eine zweite Getriebestufe über Planetenräder 30 sowie einen Planetenträger 26 mit einem Abtrieb in drehendem Kontakt. Erfolgt nun ein Blockieren des ersten Planetenträgers, so laufen die Planeten 32 lediglich noch um sich selbst um, ohne jedoch im Hohlrad umzulaufen. Hierüber erfolgt ein Antrieb des Doppelhohlrads 34, so dass die zweite Planetenstufe 12 sowohl durch die Drehung des Sonnenrades als auch durch die Drehung des Doppelhohlrades 34 beeinflusst ist und sich hieraus die Abtriebsgeschwindigkeit am Abtrieb des Planetenträgers 28 ergibt.
- In Darstellung b) ist nun die zweite Schaltstufe mit blockiertem Doppelhohlrad 34 gezeigt, bei dem ein Schaltmittel 38' mit dem Doppelhohlrad 34 in Kontakt steht. Der Planetenträger 26 kann hier nun frei rotieren. Die Planeten der Getriebestufe 12 laufen dann im stehenden Hohlrad mit einer anderen Geschwindigkeit um und liefern so eine andere Abtriebsgeschwindigkeit.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Durch die vorliegende Erfindung kann ein Getriebe geschaffen werden, das einen geringen axialen Bauraum benötigt und darüber hinaus durch ständiges Ineingriffstehen sämtlicher Zahnräder verschleißarm arbeitet.
Claims (6)
- Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Antriebsmotor sowie einer Abtriebswelle (36) zum Antrieb eines Elektrowerkzeug, wobei zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle (36) ein umschaltbares Planetengetriebe mit zwei Getriebestufen (12, 14) vorgesehen ist, und wobei jede Getriebestufe (12, 14) ein Hohlrad (20, 22) umfasst, das eine Innenverzahnung aufweist, sowie ein Sonnenrad (16, 18) mit einer Außenverzahnung zum Antrieb des Getriebes, mit denen die Planetenräder (30, 32) der jeweiligen Getriebestufe (12, 14) kämmen, und wobei die Außendurchmesser der Sonnenräder (16, 18) und die Innendurchmesser der Hohlräder (20, 22) der beiden Getriebestufen (12, 14) verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (30, 32) einer Getriebestufe (12, 14) an jeweils einem Planetenträger (26, 28) gehalten sind und der Abtrieb über den Planetenträger (28) einer Getriebestufe (12) erfolgt und die Hohlräder (20, 22) der Getriebestufen (12, 14) drehfest miteinander verbunden sind, wobei in einer ersten Schaltstufe ein Schaltmittel (38') in Arretiereingriff mit den Hohlrädern (20, 22) steht und diese blockiert und in einer zweiten Schaltstufe der nicht dem Abtrieb dienende Planetenträger (26) durch einen Arretiereingriff eines Schaltmittels (38) blockiert ist.
- Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenräder (16, 18) drehfest miteinander gekoppelt sind.
- Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (38, 38') zum Schalten der Getriebestufen axial verschieblich sind zum in und außer Eingriff bringbar sind.
- Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe in ein Getriebegehäuse aufgenommen ist.
- Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (38, 38') an einem Schaltring (40) festgelegt ist.
- Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Schrauber ist.
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